Choses à Savoir SCIENCES

Tous les ordinateurs qui nous entourent fonctionnent essentiellement avec deux chiffres : 0 et 1.
C'est ce qu'on appelle le système binaire.
À l'intérieur d'un processeur, ces deux valeurs correspondent à deux états physiques distincts, par exemple deux niveaux de tension électrique. Chaque unité d'information ainsi représentée constitue un « bit ».
Mais pourquoi seulement deux états ?
En théorie, rien n'interdit d'en utiliser trois.
C'est précisément le principe d'un ordinateur trinaire, parfois appelé ordinateur ternaire.
Au lieu de manipuler des bits pouvant prendre les valeurs 0 ou 1, il utilise des « trits », capables de représenter trois valeurs.
On peut choisir 0, 1 et 2. Mais une solution particulièrement intéressante consiste à utiliser -1, 0 et +1. On parle alors de système ternaire équilibré.
Cette différence paraît minuscule. Pourtant, elle change profondément la manière dont les nombres sont représentés.
Prenons un exemple très simple.
Avec deux bits binaires, on peut représenter quatre combinaisons différentes : 00, 01, 10 et 11.
Avec deux trits, on en obtient neuf.
À nombre égal d'unités, le système ternaire peut donc transporter davantage d'information. Certaines opérations mathématiques peuvent également être réalisées de manière particulièrement élégante avec le ternaire équilibré, notamment lorsqu'il faut manipuler des nombres positifs et négatifs.
Et contrairement à ce qu'on pourrait croire, cette idée n'est pas purement théorique.
En 1958, à l'université d'État de Moscou, une équipe dirigée par l'ingénieur soviétique Nikolaï Broussentsov, avec notamment le mathématicien Sergueï Sobolev, développe un véritable ordinateur ternaire.
Son nom : Setun.
La machine utilise le ternaire équilibré et devient l'exemple historique le plus célèbre d'ordinateur fonctionnant réellement selon cette logique.
Setun sera même produit à plusieurs dizaines d'exemplaires et utilisé dans différentes institutions soviétiques.
Alors pourquoi nos ordinateurs actuels ne fonctionnent-ils pas avec trois états ?
Principalement parce que l'électronique binaire s'est révélée extrêmement pratique.
Avec deux états électriques clairement séparés, il est relativement facile de distinguer un 0 d'un 1, même lorsqu'un signal est légèrement perturbé. Avec trois niveaux, il faut distinguer plus finement les états, ce qui complique la conception des circuits et peut réduire leur tolérance au bruit.
Surtout, toute l'industrie informatique s'est développée autour du binaire : transistors, processeurs, mémoires, logiciels et standards.
Mais le ternaire n'a pas totalement disparu.
Des chercheurs continuent d'étudier des composants capables de manipuler plusieurs états logiques, notamment pour certaines architectures émergentes.
Setun rappelle donc quelque chose d'essentiel : le règne du 0 et du 1 n'est pas une loi fondamentale de l'informatique.
C'est avant tout un choix technologique.
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Le 6 juin 1944, près de 160 000 soldats alliés se lancent à l’assaut des côtes normandes. Mais quelques heures seulement séparent cette opération historique d’un possible désastre météorologique.
Car le Débarquement devait initialement avoir lieu le 5 juin.
Pour réussir, les Alliés avaient besoin d’une combinaison très particulière : une mer suffisamment praticable pour les milliers d’embarcations, des vents modérés, une bonne visibilité pour les avions et, en même temps, des marées favorables pour permettre aux soldats de débarquer sur les plages.
Problème : au début du mois de juin 1944, une importante perturbation traverse l’Atlantique.
Le météorologue britannique James Stagg est chargé de conseiller le général Eisenhower. La tâche est extraordinairement difficile. À l’époque, il n’existe évidemment ni satellites météorologiques ni supercalculateurs. Les prévisions reposent essentiellement sur des observations réalisées depuis des stations terrestres, des navires et des ballons-sondes.
Stagg comprend qu’une tempête menace la Manche et recommande de repousser l’opération prévue le 5 juin.
Eisenhower accepte.
Puis les météorologues détectent une courte amélioration pour le lendemain. Les conditions seront loin d’être idéales, mais suffisamment bonnes, pensent-ils, pour tenter l’invasion.
Eisenhower donne son feu vert.
Plus de 80 ans plus tard, des chercheurs de l’Université de Reading et du Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme, l’ECMWF, ont voulu voir à quoi ressemblait réellement le ciel ce jour-là.
Ils ont utilisé une technique appelée « réanalyse ».
Le principe consiste à récupérer d’anciennes observations météorologiques puis à les introduire dans des modèles informatiques modernes. Ceux-ci peuvent alors reconstruire l’état probable de l’atmosphère à une époque où les satellites n’existaient pas.
Les chercheurs ont ainsi produit des images ressemblant à des photographies satellites du 6 juin 1944.
Et elles confirment à quel point le pari était risqué.
Au petit matin, une importante couverture nuageuse subsiste au-dessus de la Grande-Bretagne et de la Manche. Mais les nuages commencent progressivement à se disperser. Sur les plages normandes, le ciel s’éclaircit, avec un vent de nord-ouest. Plus tard dans la journée, le soleil apparaît même par endroits.
Les Alliés ont donc profité d’une étroite fenêtre entre deux périodes de mauvais temps.
Et attendre davantage n’aurait pas forcément été plus prudent. Les marées favorables imposaient des contraintes supplémentaires et, environ deux semaines plus tard, une violente tempête frappera la Manche.
Le Débarquement n’a donc pas eu lieu par une belle journée.
Il a eu lieu dans une minuscule brèche météorologique.
Et le 6 juin 1944, quelques heures d’éclaircie ont peut-être contribué à changer le cours de l’Histoire.
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Vous venez de courir pendant une heure et votre montre connectée vous annonce fièrement : 600 calories brûlées. Mauvaise nouvelle : ce chiffre peut être assez éloigné de la réalité.
C’est ce que montre une étude publiée en juillet 2026 dans la revue scientifique PLOS ONE.
Des chercheurs de l’Université internationale de Floride, dirigés par le kinésiologue Jason Kostrna, ont testé quatre appareils très répandus : l’Apple Watch Series 8, la Garmin Forerunner 955, la Samsung Galaxy Watch 5 et la Fitbit Sense 2.
58 adultes ont effectué un exercice sur un vélo d’appartement, à différentes intensités.
Pendant l’effort, les chercheurs ont comparé les calories annoncées par les montres à celles mesurées par un appareil professionnel, le COSMED K5.
Celui-ci utilise une technique appelée « calorimétrie indirecte ». Concrètement, il analyse notamment l’oxygène consommé et le dioxyde de carbone rejeté par la respiration. Cela permet d’estimer beaucoup plus précisément l’énergie réellement dépensée par l’organisme.
Résultat : les montres étaient loin d’être parfaitement fiables.
Selon les modèles, l’erreur absolue médiane sur les calories dépensées se situait autour de 15 à 25 %. Certains appareils avaient notamment tendance à surestimer la dépense énergétique.
Pourquoi ?
Parce qu’une montre ne mesure pas directement les calories. Elle les calcule à partir d’informations comme votre âge, votre sexe, votre poids, vos mouvements et surtout votre fréquence cardiaque.
Cette dernière est généralement mesurée grâce à des LED situées sous la montre. Elles éclairent la peau et permettent de détecter les variations du volume sanguin provoquées par les battements du cœur. Cette technique s’appelle la photopléthysmographie.
Mais le signal peut être perturbé par les mouvements, le contact de la montre avec la peau ou certaines caractéristiques corporelles.
L’étude révèle justement un phénomène particulièrement intéressant : plus le pourcentage de graisse corporelle augmentait, plus l’erreur dans l’estimation des calories avait tendance à augmenter.
Cela ne signifie pas que votre montre est inutile. Elle peut être très pratique pour suivre votre activité physique ou comparer vos entraînements au fil du temps.
Le problème apparaît lorsqu’on considère son estimation calorique comme une mesure exacte.
Imaginez que votre montre vous annonce 600 calories dépensées et que vous décidez de manger 600 calories supplémentaires pour « compenser ». Avec une erreur de 20 %, votre calcul peut rapidement devenir faux.
La bonne façon d’utiliser ces chiffres est donc de les considérer comme des estimations, et surtout comme des outils de comparaison.
Votre montre sait très bien compter les secondes.
Pour les calories, en revanche, elle fait surtout… une estimation.
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On pensait jusqu’ici que la naissance de la Lune avait été une histoire relativement longue. Mais des simulations informatiques suggèrent un scénario beaucoup plus spectaculaire : notre satellite aurait pu se former, pour l’essentiel, en quelques heures seulement.
Pour comprendre, remontons environ 4,5 milliards d’années en arrière.
La Terre est alors très jeune. Selon l’hypothèse aujourd’hui dominante, elle entre en collision avec un autre astre, souvent appelé Théia, probablement de taille comparable à Mars. Le choc est gigantesque. Une partie des roches des deux corps est projetée dans l’espace.
Dans le scénario classique, ces matériaux forment d’abord un immense disque de débris autour de la Terre. Puis, progressivement, sous l’effet de la gravité, les morceaux s’agglomèrent. Après des mois, voire des années, ils finissent par former la Lune.
Mais des chercheurs de la NASA et de l’université de Durham ont réalisé des simulations beaucoup plus détaillées de cette collision. Et ils ont découvert qu’un autre scénario était possible.
Dans certaines simulations, l’impact arrache immédiatement une énorme quantité de matière. Celle-ci ne forme pas seulement une multitude de petits débris : elle s’assemble très rapidement en un corps de taille comparable à la Lune.
Plus étonnant encore, ce corps peut être placé directement sur une orbite suffisamment éloignée de la Terre pour survivre.
Tout cela se déroule en quelques heures. Dans certaines simulations, environ cinq heures après la collision, un objet ressemblant déjà fortement à notre Lune existe autour de la Terre.
Pourquoi cette découverte est-elle importante ?
Parce qu’elle pourrait résoudre une vieille énigme.
Les roches rapportées par les missions Apollo ont montré que la composition de la Lune ressemble énormément à celle du manteau terrestre. Or, dans certains anciens modèles de l’impact géant, la Lune devait être constituée en grande partie de matière provenant de Théia. Il fallait donc expliquer pourquoi Terre et Lune étaient chimiquement si semblables.
Dans le nouveau scénario, une proportion importante de matière terrestre peut être directement incorporée dans la future Lune. Leur ressemblance devient alors plus facile à expliquer.
Attention cependant : cette simulation ne prouve pas que la Lune s’est réellement formée en cinq heures.
Elle démontre qu’un tel scénario est physiquement possible.
La naissance de la Lune n’aurait donc peut-être pas ressemblé à une lente construction à partir de millions de débris. Elle aurait pu être extraordinairement brutale : une collision titanesque, quelques heures de chaos gravitationnel… et, autour de la jeune Terre, une Lune déjà presque formée.
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À la fin du XIXe siècle, l’observatoire de Harvard, aux États-Unis, accumule des milliers de photographies du ciel. Problème : il faut ensuite examiner ces plaques de verre, identifier les étoiles et mesurer leur luminosité. Un travail extrêmement répétitif.
Pour l’effectuer, l’observatoire recrute principalement des femmes. On les appelle les « Harvard Computers », autrement dit les « calculatrices de Harvard ».
À l’époque, ce travail est considéré comme subalterne. Ces femmes sont nettement moins payées que les astronomes masculins et n’ont généralement pas accès aux télescopes. Pourtant, parmi elles se trouve une femme qui va fournir l’un des outils les plus importants de l’astronomie moderne : Henrietta Swan Leavitt.
Leavitt étudie notamment des étoiles particulières appelées Céphéides. Leur luminosité n’est pas constante : elles deviennent régulièrement plus brillantes, puis plus faibles. Elles « pulsent » en quelque sorte selon un rythme précis.
En examinant des Céphéides situées dans le Petit Nuage de Magellan, une galaxie satellite de la Voie lactée, Leavitt remarque quelque chose d’extraordinaire.
Plus une Céphéide met du temps à effectuer un cycle complet, plus elle est réellement lumineuse.
Autrement dit, il existe une relation mathématique entre la période de pulsation de l’étoile et sa luminosité intrinsèque.
Pourquoi est-ce si important ?
Parce que cela permet de mesurer des distances dans l’Univers.
Imaginez que vous connaissiez la puissance réelle d’une ampoule. Si elle vous paraît très faible, vous pouvez en déduire qu’elle est éloignée. C’est exactement le principe utilisé avec les Céphéides.
En mesurant leur période de pulsation, les astronomes peuvent déterminer leur luminosité réelle. Puis, en comparant celle-ci à la luminosité observée depuis la Terre, ils peuvent calculer leur distance.
Les Céphéides deviennent ainsi de véritables « chandelles standards » cosmiques.
Et cette découverte va avoir des conséquences immenses.
Dans les années 1920, Edwin Hubble utilise notamment les Céphéides pour établir que certaines « nébuleuses » sont en réalité des galaxies situées très loin en dehors de la Voie lactée.
Puis, en combinant les distances des galaxies avec les mesures de leur décalage vers le rouge, Hubble met en évidence en 1929 une relation fondamentale : plus une galaxie est éloignée, plus elle s’éloigne rapidement de nous.
C’est l’une des grandes preuves de l’expansion de l’Univers.
Ainsi, une tâche répétitive, mal payée et considérée comme secondaire a fourni l’un des instruments essentiels permettant de mesurer l’Univers.
Et derrière cette révolution se trouvait une femme longtemps restée dans l’ombre : Henrietta Swan Leavitt.
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